Bu makalenin ana konusu kolloidal bir parçacık olacak. Burada kolloidal çözelti ve miseller kavramını ele alacağız. Ayrıca kolloidal ile ilgili parçacıkların ana tür çeşitliliği ile tanışın. Çalışılan terimin çeşitli özellikleri, bazı bireysel kavramlar ve çok daha fazlası üzerinde ayrı ayrı duralım.
Giriş
Koloidal parçacık kavramı, çeşitli çözümlerle yakından ilişkilidir. Birlikte, çeşitli mikroheterojen ve dağınık sistemler oluşturabilirler. Bu tür sistemleri oluşturan parçacıkların boyutu genellikle bir ila yüz mikron arasında değişir. Dağınık ortam ve faz arasında açıkça ayrılmış sınırlara sahip bir yüzeyin varlığına ek olarak, kolloidal parçacıklar düşük stabilite özelliği ile karakterize edilir ve çözeltilerin kendileri kendiliğinden oluşamaz. İç yapı ve boyutların yapısında geniş bir çeşitliliğin bulunması, partikül elde etmek için çok sayıda yöntemin oluşturulmasına neden olur.
Koloidal sistem kavramı
Kolloidal çözeltilerde, partiküllerin tümagregalar, doğru ve kaba olarak tanımlanan çözümler arasında ara olan dağınık tipte sistemler oluşturur. Bu çözeltilerde, dağılmış fazı oluşturan damlalar, parçacıklar ve hatta kabarcıklar bir ile bin nm arasında boyutlara sahiptir. Kural olarak, dağılmış ortamın kalınlığında dağılırlar, süreklidirler ve orijinal sistemden bileşim ve/veya toplanma durumunda farklılık gösterirler. Böyle bir terminolojik birimin anlamını daha iyi anlamak için, onu oluşturduğu sistemlerin arka planına karşı düşünmek daha iyidir.
Özellikleri tanımlayın
Koloidal çözeltilerin özellikleri arasında başlıcaları belirlenebilir:
- Oluşturan parçacıklar ışığın geçişini engellemez.
- Şeffaf kolloidler, ışık ışınlarını dağıtma yeteneğine sahiptir. Bu fenomene Tyndall etkisi denir.
- Kolloidal partikülün yükü, dağılmış sistemler için aynıdır, bu nedenle çözeltide oluşamazlar. Brownian hareketinde, dağılmış parçacıklar çökemez, bu da onların uçuş durumunda bulunmalarından kaynaklanır.
Ana türler
Koloidal çözeltilerin temel sınıflandırma birimleri:
- Gazlardaki katı parçacıkların süspansiyonuna duman denir.
- Gazlardaki sıvı parçacıkların süspansiyonuna sis denir.
- Bir gaz ortamında asılı duran katı veya sıvı tipteki küçük parçacıklardan bir aerosol oluşur.
- Sıvılarda veya katılarda bir gaz süspansiyonuna köpük denir.
- Emülsiyon, bir sıvı içindeki sıvı süspansiyondur.
- Sol dağınık bir sistemdirultramikroheterojen tip.
- Gel, 2 bileşenden oluşan bir süspansiyondur. İlki, boşlukları çeşitli düşük moleküler ağırlıklı çözücülerle doldurulacak olan üç boyutlu bir çerçeve oluşturur.
- Sıvılardaki katı tip parçacıkların süspansiyonuna süspansiyon denir.
Tüm bu kolloidal sistemlerde partikül boyutları, kökenlerinin doğasına ve kümelenme durumuna bağlı olarak büyük ölçüde değişebilir. Ancak farklı yapılara sahip bu kadar çok sayıda sisteme rağmen, hepsi kolloidaldir.
Parçacıkların tür çeşitliliği
Koloidal boyutlara sahip birincil parçacıklar, iç yapı tipine göre aşağıdaki tiplere ayrılır:
- Suspensoidler. Ayrıca uzun süre kendi başlarına var olamayan geri dönüşü olmayan kolloidler olarak da adlandırılırlar.
- Misel tipi kolloidler veya yarı kolloidler olarak da adlandırılırlar.
- Tersinir tip kolloidler (moleküler).
Bu yapıların oluşum süreçleri çok farklıdır, bu da onları detaylı bir düzeyde, kimya ve fizik düzeyinde anlama sürecini zorlaştırır. Bu tür çözeltilerin oluşturulduğu kolloidal parçacıklar, integral bir sistemin oluşum süreci için son derece farklı şekil ve koşullara sahiptir.
Süspansoidlerin belirlenmesi
Suspensoidler, metal elementler ve bunların oksit, hidroksit, sülfür ve diğer tuzlar biçimindeki varyasyonları olan çözeltilerdir.
Tümüyukarıda bahsedilen maddelerin kurucu parçacıkları moleküler veya iyonik bir kristal kafese sahiptir. Dağınık türde bir maddenin bir fazını oluştururlar - bir süspansoid.
Bunları süspansiyonlardan ayırt etmeyi mümkün kılan ayırt edici bir özellik, daha yüksek bir dağılım indeksinin varlığıdır. Ancak, dağılma için bir stabilizasyon mekanizmasının olmaması nedeniyle birbirlerine bağlıdırlar.
Süspansoidlerin tersinmezliği, buharlaşma sürecinin tortusunun, tortunun kendisi ile dağınık ortam arasında temas oluşturarak bir kişinin tekrar solmasına izin vermemesi gerçeğiyle açıklanır. Tüm suspansoidler liyofobiktir. Bu tür çözeltilerde, ezilmiş veya yoğunlaştırılmış metaller ve tuz türevleriyle ilgili koloidal parçacıklar denir.
Üretim yöntemi, dağıtık sistemlerin her zaman oluşturulduğu iki yoldan farklı değildir:
- Dağıtılarak elde etme (büyük cisimlerin taşlanması).
- İyonik ve moleküler olarak çözünmüş maddelerin yoğunlaştırılması yöntemi.
Misel kolloidlerinin belirlenmesi
Misel kolloidlere yarı kolloidler de denir. Yeterli düzeyde amfifilik tip molekül konsantrasyonu varsa, oluştukları parçacıklar ortaya çıkabilir. Bu tür moleküller, onları bir molekül kümesi - bir misel ile ilişkilendirerek yalnızca düşük moleküler ağırlıklı maddeler oluşturabilir.
Amfifilik yapıdaki moleküller, polar olmayan bir çözücüye benzer parametrelere ve özelliklere sahip bir hidrokarbon radikali ve bir hidrofilik gruptan oluşan yapılardır.ayrıca kutup denir.
Miseller, ağırlıklı olarak dağılma kuvvetlerinin kullanımıyla bir arada tutulan, düzenli aralıklarla yerleştirilmiş moleküllerin spesifik aglomerasyonlarıdır. Miseller, örneğin deterjanların sulu çözeltilerinde oluşur.
Moleküler kolloidlerin belirlenmesi
Moleküler kolloidler, hem doğal hem de sentetik kökenli yüksek moleküler bileşiklerdir. Molekül ağırlığı 10.000 ila birkaç milyon arasında değişebilir. Bu tür maddelerin moleküler fragmanları, kolloidal bir partikül boyutuna sahiptir. Moleküllerin kendilerine makromoleküller denir.
Seyreltmeye tabi makromoleküler tipteki bileşiklere gerçek, homojen denir. Aşırı seyreltme durumunda, seyreltilmiş formülasyonlar için genel yasalar dizisine uymaya başlarlar.
Moleküler tipte kolloidal çözümler elde etmek oldukça basit bir iştir. Kuru madde ile ilgili solventin temas etmesi yeterlidir.
Makromoleküllerin polar olmayan formu hidrokarbonlarda çözünürken, polar formu polar çözücülerde çözünebilir. İkincisine bir örnek, çeşitli proteinlerin bir su ve tuz çözeltisinde çözünmesidir.
Tersinir bu maddelere kuru kalıntıların yeni kısımlarının eklenmesiyle buharlaşmaya maruz bırakılmasının moleküler koloidal parçacıkların çözelti şeklini almasına neden olması nedeniyle bu maddeler denir. Çözülme süreci, içinde şiştiği bir aşamadan geçmelidir. Moleküler kolloidleri ayırt eden karakteristik bir özelliktir.yukarıda tartışılan diğer sistemlerin arka planına karşı.
Şişme sürecinde çözücüyü oluşturan moleküller polimerin katı kalınlığına nüfuz eder ve böylece makromolekülleri birbirinden uzaklaştırır. İkincisi, büyük boyutları nedeniyle yavaş yavaş çözeltilere yayılmaya başlar. Dışarıdan, bu, polimerlerin hacimsel değerindeki bir artışla gözlemlenebilir.
Misel cihazı
Kolloidal sistemin miseller ve yapılarını incelemek, şekillendirme sürecini göz önüne alırsak daha kolay olacaktır. Örnek olarak bir AGI parçacığını ele alalım. Bu durumda, aşağıdaki reaksiyon sırasında kolloidal tipte parçacıklar oluşacaktır:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
Gümüş iyodür (AgI) molekülleri, içinde kristal kafesin gümüş katyonları ve iyot anyonları tarafından oluşturulacağı pratik olarak çözünmeyen parçacıklar oluşturur.
Ortaya çıkan parçacıklar başlangıçta amorf bir yapıya sahiptir, ancak daha sonra yavaş yavaş kristalleştikçe kalıcı bir görünüm yapısı kazanırlar.
AgNO3 ve KI'yi karşılık gelen eşdeğerlerinde alırsanız, kristal parçacıklar büyüyecek ve önemli boyutlara ulaşacak, kolloidal parçacığın boyutunu bile aşacak ve ardından hızla çökelti.
Aşırı maddelerden birini alırsanız, ondan yapay olarak gümüş iyodür kolloidal parçacıklarının stabilitesi hakkında rapor verecek bir stabilizatör yapabilirsiniz. Aşırı AgNO3 olması durumundasolüsyon daha fazla pozitif gümüş iyonu ve NO3- içerecektir. AgI kristal kafeslerinin oluşum sürecinin Panet-Fajans kuralına uyduğunu bilmek önemlidir. Bu nedenle, yalnızca bu çözeltide gümüş katyonlar (Ag+) ile temsil edilen bu maddeyi oluşturan iyonların varlığında ilerleyebilir.
Pozitif Argentum iyonları, çekirdeğin misel yapısına sıkıca dahil olan ve elektrik potansiyelini ileten kristal kafesinin oluşum seviyesinde tamamlanmaya devam edecektir. Bu nedenle nükleer kafesin yapımını tamamlamak için kullanılan iyonlara potansiyel belirleyici iyonlar denir. Kolloidal bir partikül - miseller - oluşumu sırasında, sürecin bir veya daha fazla seyrini belirleyen başka özellikler vardır. Ancak, burada her şey en önemli unsurlardan bahseden bir örnek kullanılarak ele alındı.
Bazı kavramlar
Koloidal partikül terimi, toplam karşı iyon miktarının adsorpsiyonu sırasında potansiyel belirleyici tipteki iyonlarla aynı anda oluşan adsorpsiyon tabakasıyla yakından ilgilidir.
Bir granül, bir çekirdek ve bir adsorpsiyon tabakasından oluşan bir yapıdır. E-potansiyeliyle aynı işarette bir elektrik potansiyeline sahiptir, ancak değeri daha küçük olacaktır ve adsorpsiyon katmanındaki karşı iyonların başlangıç değerine bağlıdır.
Kolloidal parçacıkların pıhtılaşması, pıhtılaşma adı verilen bir işlemdir. Dağınık sistemlerde küçük partiküllerin oluşmasına neden olur.daha büyük olanlar. İşlem, pıhtılaştırıcı yapılar oluşturmak için küçük yapısal bileşenler arasındaki uyum ile karakterize edilir.
